Колко топлина е необходима, за да се направят m грама. Изчисляване в Excel приложна задача

Човечеството познава няколко вида енергия - механична енергия (кинетична и потенциална), вътрешна енергия (топлинна), енергия на полето (гравитационна, електромагнитна и ядрена), химическа. Отделно си струва да се подчертае енергията на експлозията, ...

Вакуумна енергия и все още съществуваща само на теория - тъмна енергия. В тази статия, първата в раздела "Топлотехника", ще се опитам на прост и достъпен език, използвайки практически пример, да говоря за най-важната форма на енергия в живота на хората - за Термална енергияи за раждането й навреме термична мощност.

Няколко думи, за да разберем мястото на топлотехниката като клон на науката за получаване, пренос и използване на топлинна енергия. Съвременната топлотехника произлиза от общата термодинамика, която от своя страна е един от клоновете на физиката. Термодинамиката е буквално "топло" плюс "мощност". Следователно термодинамиката е наука за "промяната в температурата" на дадена система.

Въздействието върху системата отвън, при което се променя нейната вътрешна енергия, може да бъде резултат от пренос на топлина. Термална енергия, което се получава или губи от системата в резултат на такова взаимодействие с околната среда, се нарича количество топлинаи се измерва в системата SI в джаули.

Ако не сте топлоинженер и не се занимавате ежедневно с проблеми на топлотехниката, тогава когато се сблъскате с тях, понякога без опит може да бъде много трудно бързо да ги разберете. Трудно е да си представим дори размерите на желаните стойности на количеството топлина и топлинна мощност без опит. Колко джаула енергия са необходими, за да се загреят 1000 кубически метра въздух от -37˚С до +18˚С?.. Каква е мощността на източника на топлина, необходима за това за 1 час? » Не всички инженери. Понякога експертите дори помнят формулите, но само малцина могат да ги приложат на практика!

След като прочетете тази статия до края, ще можете лесно да решавате реални производствени и битови задачи, свързани с отопление и охлаждане на различни материали. Разбирането на физическата същност на процесите на пренос на топлина и познаването на прости основни формули са основните блокове в основата на знанията в топлотехниката!

Количеството топлина в различни физически процеси.

Повечето известни вещества могат да бъдат в твърдо, течно, газообразно или плазмено състояние при различни температури и налягания. Преходот едно агрегатно състояние в друго протича при постоянна температура(при условие, че налягането и други параметри на околната среда не се променят) и се придружава от абсорбиране или освобождаване на топлинна енергия. Въпреки факта, че 99% от материята във Вселената е в състояние на плазма, ние няма да разглеждаме това състояние на агрегиране в тази статия.

Разгледайте графиката, показана на фигурата. Показва зависимостта на температурата на дадено вещество Tвърху количеството топлина Q, обобщени до определена затворена система, съдържаща определена маса от определено вещество.

1. Твърдо вещество, което има температура T1, загрята до температура Tm, изразходвайки за този процес количество топлина, равно на Q1 .

2. След това започва процесът на топене, който протича при постоянна температура Tpl(точка на топене). За да се стопи цялата маса на твърдо вещество, е необходимо да се изразходва топлинна енергия в количество Q2 — Q1 .

3. След това течността, получена в резултат на топенето на твърдо вещество, се нагрява до точката на кипене (образуване на газ) Tkp, изразходвайки това количество топлина, равно на Q3-Q2 .

4. Сега при постоянна точка на кипене Tkpтечността кипи и се изпарява, превръщайки се в газ. За прехода на цялата маса течност в газ е необходимо да се изразходва топлинна енергия в количество Q4-Q3.

5. На последния етап газът се нагрява от температурата Tkpдо някаква температура Т2. В този случай цената на количеството топлина ще бъде Q5-Q4. (Ако нагреем газа до температурата на йонизация, газът ще се превърне в плазма.)

По този начин първоначалното твърдо вещество се нагрява от температурата T1до температура Т2изразходвахме топлинна енергия в размер Q5, превеждайки веществото през три агрегатни състояния.

Движейки се в обратна посока, ще отнеме същото количество топлина от веществото Q5, преминавайки през етапите на кондензация, кристализация и охлаждане от температура Т2до температура T1. Разбира се, разглеждаме затворена система без енергийни загуби във външната среда.

Имайте предвид, че преходът от твърдо състояние към газообразно състояние е възможен, заобикаляйки течната фаза. Този процес се нарича сублимация, а обратният процес се нарича десублимация.

И така, разбрахме, че процесите на преходи между агрегатните състояния на веществото се характеризират с потребление на енергия при постоянна температура. При нагряване на вещество, което е в едно непроменено агрегатно състояние, температурата се повишава и се изразходва и топлинна енергия.

Основните формули за пренос на топлина.

Формулите са много прости.

Количество топлина Qв J се изчислява по формулите:

1. От страната на потреблението на топлина, т.е. от страната на натоварването:

1.1. При отопление (охлаждане):

Q = м * ° С *(T2 -T1)

м – маса на веществото в kg

с -специфичен топлинен капацитет на вещество в J / (kg * K)

1.2. При топене (замразяване):

Q = м * λ

λ – специфична топлина на топене и кристализация на вещество в J/kg

1.3. По време на кипене, изпаряване (кондензация):

Q = м * r

r – специфична топлина на образуване на газ и кондензация на веществото в J/kg

2. От страна на производството на топлина, тоест от страна на източника:

2.1. При изгаряне на гориво:

Q = м * р

р – специфична топлина на изгаряне на горивото в J/kg

2.2. При преобразуване на електроенергия в топлинна енергия (закон на Джаул-Ленц):

Q =t *I *U =t *R *I ^2=(t /r)*U ^2

T – време в с

аз – текуща стойност в А

U – средноквадратично напрежение във V

Р – съпротивление на натоварване в ома

Ние заключаваме, че количеството топлина е право пропорционално на масата на веществото по време на всички фазови трансформации и, когато се нагрява, е допълнително право пропорционално на температурната разлика. Коефициенти на пропорционалност ( ° С , λ , r , р ) за всяко вещество имат свои собствени стойности и се определят емпирично (взети от справочници).

Термична мощност н във W е количеството топлина, предадено на системата за определено време:

N=Q/t

Колкото по-бързо искаме да загреем тялото до определена температура, толкова по-голяма мощност трябва да има източникът на топлинна енергия - всичко е логично.

Изчисляване в Excel приложна задача.

В живота често е необходимо да се направи бързо прогнозно изчисление, за да се разбере дали има смисъл да продължите да изучавате дадена тема, да правите проект и подробни точни трудоемки изчисления. Като направите изчисление за няколко минути, дори с точност от ± 30%, можете да вземете важно управленско решение, което ще бъде 100 пъти по-евтино и 1000 пъти по-бързо и в резултат на това 100 000 пъти по-ефективно от извършването на точно изчисление в рамките на седмица, иначе и месец, от група скъпи специалисти...

Условия на проблема:

В помещенията на цеха за заготовка на прокат с размери 24м х 15м х 7м внасяме прокат от склад на улицата в количество 3 тона. Валцуваният метал има лед с обща маса 20 кг. Навън -37˚С. Какво количество топлина е необходимо за нагряване на метала до + 18˚С; загрейте леда, разтопете го и загрейте водата до +18˚С; загрейте целия обем въздух в помещението, ако приемем, че отоплението е било напълно изключено преди това? Каква мощност трябва да има отоплителната система, ако всичко по-горе трябва да бъде изпълнено за 1 час? (Много сурови и почти нереалистични условия - особено по отношение на въздуха!)

Ние ще извършим изчислението в програматаMS Excel или в програматаOo Calc.

За цветно форматиране на клетки и шрифтове вижте страницата "".

Първоначални данни:

1. Пишем имената на веществата:

към клетка D3: Стомана

към клетка E3: Лед

към клетка F3: ледена вода

към клетка G3: вода

към клетка G3: Въздух

2. Въвеждаме имената на процесите:

в клетки D4, E4, G4, G4: топлина

към клетка F4: топене

3. Специфичен топлинен капацитет на веществата ° Св J / (kg * K) пишем съответно за стомана, лед, вода и въздух

към клетка D5: 460

към клетка E5: 2110

към клетка G5: 4190

към клетка H5: 1005

4. Специфична топлина на топене на лед λ в J/kg въведете

към клетка F6: 330000

5. Маса на веществата мв kg въвеждаме съответно за стомана и лед

към клетка D7: 3000

към клетка E7: 20

Тъй като масата не се променя, когато ледът се превърне във вода,

в клетки F7 и G7: =E7 =20

Масата на въздуха се намира чрез умножаване на обема на помещението по специфичното тегло

в клетка H7: =24*15*7*1.23 =3100

6. Време за обработка Tв минути пишем само веднъж за стомана

към клетка D8: 60

Стойностите на времето за нагряване на леда, неговото топене и нагряване на получената вода се изчисляват от условието, че всички тези три процеса трябва да се сумират в същото време като времето, определено за нагряване на метала. Четем съответно

в клетка E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,7

в клетка F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =41,0

в клетка G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,4

Въздухът също трябва да се затопли за същото определено време, четем

в клетка H8: =D8 =60,0

7. Началната температура на всички вещества T1 в ˚C влизаме

към клетка D9: -37

към клетка E9: -37

към клетка F9: 0

към клетка G9: 0

към клетка H9: -37

8. Крайна температура на всички вещества T2 в ˚C влизаме

към клетка D10: 18

към клетка E10: 0

към клетка F10: 0

към клетка G10: 18

към клетка H10: 18

Мисля, че по точки 7 и 8 не трябва да има въпроси.

Резултати от изчислението:

9. Количество топлина Qв KJ, необходими за всеки от процесите, които изчисляваме

за нагряване на стомана в клетка D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000 =75900

за нагряване на лед в клетка E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000 = 1561

за топене на лед в клетка F12: =F7*F6/1000 = 6600

за нагряване на вода в клетка G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000 = 1508

за отопление на въздуха в клетка H12: =H7*H5*(H10-H9)/1000 = 171330

Отчита се общото количество топлинна енергия, необходима за всички процеси

в обединена клетка D13E13F13G13H13: =SUM(D12:H12) = 256900

В клетките D14, E14, F14, G14, H14 и комбинираната клетка D15E15F15G15H15 количеството топлина е дадено в дъгова мерна единица - в Gcal (в гигакалории).

10. Термична мощност нв kW, необходими за всеки от процесите се изчислява

за нагряване на стомана в клетка D16: =D12/(D8*60) =21,083

за нагряване на лед в клетка E16: =E12/(E8*60) = 2,686

за топене на лед в клетка F16: =F12/(F8*60) = 2,686

за нагряване на вода в клетка G16: =G12/(G8*60) = 2,686

за отопление на въздуха в клетка H16: =H12/(H8*60) = 47,592

Общата топлинна мощност, необходима за извършване на всички процеси в даден момент Tизчислено

в обединена клетка D17E17F17G17H17: =D13/(D8*60) = 71,361

В клетките D18, E18, F18, G18, H18 и комбинираната клетка D19E19F19G19H19 топлинната мощност е дадена в дъгова мерна единица - в Gcal / h.

Това завършва изчислението в Excel.

Изводи:

Обърнете внимание, че е необходима повече от два пъти повече енергия за нагряване на въздух, отколкото за нагряване на същата маса стомана.

При нагряване на вода разходите за енергия са два пъти повече, отколкото при нагряване на лед. Процесът на топене изразходва в пъти повече енергия от процеса на нагряване (при малка температурна разлика).

Водата за отопление изразходва десет пъти повече топлинна енергия от стоманата за отопление и четири пъти повече от въздуха за отопление.

За получаване информация за пускането на нови статии и за изтегляне на работещи програмни файлове Моля ви да се абонирате за съобщения в прозореца в края на статията или в прозореца в горната част на страницата.

След като въведете своя имейл адрес и щракнете върху бутона „Получаване на съобщения за статии“. НЕ ЗАБРАВЯЙПОТВЪРЖДАВАНЕ АБОНАМЕНТ като щракнете върху връзката в писмо, което веднага ще дойде при вас на посочената поща (понякога - в папката « Спам » )!

Спомнихме си понятията „количество топлина“ и „топлинна мощност“, разгледахме основните формули за пренос на топлина и анализирахме практически пример. Надявам се, че езикът ми е прост, разбираем и интересен.

Очаквам въпроси и коментари по статията!

аз моля УВАЖАВАЩ файл за изтегляне на авторска работа СЛЕД АБОНАМЕНТ за съобщения за статии.

(или пренос на топлина).

Специфичен топлинен капацитет на веществото.

Топлинен капацитете количеството топлина, погълнато от тялото при нагряване с 1 градус.

Топлинният капацитет на тялото се обозначава с главна латинска буква ОТ.

Какво определя топлинния капацитет на тялото? На първо място, от неговата маса. Ясно е, че загряването например на 1 килограм вода ще изисква повече топлина, отколкото загряването на 200 грама.

Какво ще кажете за вида на веществото? Нека направим експеримент. Нека вземем два еднакви съда и като налеем вода с тегло 400 g в единия от тях и растително масло с тегло 400 g в другия, ще започнем да ги нагряваме с помощта на еднакви горелки. Като наблюдаваме показанията на термометрите, ще видим, че маслото се загрява бързо. За да загреете вода и масло до еднаква температура, водата трябва да се загрява по-дълго. Но колкото по-дълго нагряваме водата, толкова повече топлина получава тя от горелката.

По този начин, за да се нагрее една и съща маса от различни вещества до една и съща температура, са необходими различни количества топлина. Количеството топлина, необходимо за нагряване на тялото, и следователно неговият топлинен капацитет зависят от вида на веществото, от което е съставено това тяло.

Така например, за да се повиши температурата на вода с маса 1 kg с 1 ° C, е необходимо количество топлина, равно на 4200 J, а за да се нагрее същата маса слънчогледово масло с 1 ° C, количество от необходима е топлина, равна на 1700 J.

Физическото количество, което показва колко топлина е необходима за нагряване на 1 kg вещество с 1 ºС, се нарича специфична топлинатова вещество.

Всяко вещество има свой специфичен топлинен капацитет, който се обозначава с латинската буква c и се измерва в джаули на килограм-градус (J / (kg ° C)).

Специфичният топлинен капацитет на едно и също вещество в различни агрегатни състояния (твърдо, течно и газообразно) е различен. Например специфичният топлинен капацитет на водата е 4200 J/(kg ºС), а специфичният топлинен капацитет на леда е 2100 J/(kg ºС); алуминият в твърдо състояние има специфичен топлинен капацитет 920 J/(kg - °C), а в течно състояние е 1080 J/(kg - °C).

Имайте предвид, че водата има много висок специфичен топлинен капацитет. Поради това водата в моретата и океаните, нагрявайки се през лятото, поема голямо количество топлина от въздуха. Поради това на местата, които се намират в близост до големи водни басейни, лятото не е толкова горещо, колкото на места, далеч от водата.

Изчисляване на количеството топлина, необходимо за нагряване на тялото или отделено от него при охлаждане.

От изложеното по-горе става ясно, че количеството топлина, необходимо за нагряване на тялото, зависи от вида на веществото, от което се състои тялото (т.е. неговия специфичен топлинен капацитет) и от масата на тялото. Също така е ясно, че количеството топлина зависи от това с колко градуса ще повишим температурата на тялото.

Така че, за да определите количеството топлина, необходимо за загряване на тялото или освободено от него по време на охлаждане, трябва да умножите специфичната топлина на тялото по неговата маса и разликата между крайната и началната температура:

Q = см (T 2 - T 1 ) ,

където Q- количество топлина, ° Се специфичният топлинен капацитет, м- телесна маса , T 1 - начална температура, T 2 е крайната температура.

При нагряване на тялото t 2 > T 1 и следователно Q > 0 . Когато тялото е охладено t 2и< T 1 и следователно Q< 0 .

Ако е известен топлинният капацитет на цялото тяло ОТ, Qсе определя по формулата:

Q \u003d C (t 2 - T 1 ) .

По дефиниция една калория е количеството топлина, необходимо за повишаване на един кубичен сантиметър вода с 1 градус по Целзий. Една гигакалория, използвана за измерване на топлинната енергия в топлоенергетиката и комуналните услуги, е милиард калории. В 1 метър има 100 сантиметра, така че в един кубичен метър има 100 x 100 x 100 = 1 000 000 сантиметра. По този начин, за да загреете куб вода от
1 градус, това ще отнеме милион калории или 0,001 Gcal.

В моя град цената на отоплението е 1132,22 рубли / Gcal, а цената на топлата вода е 71,65 рубли / m3, цената на студената вода е 16,77 рубли / m3.

Колко Gcal се изразходва за загряване на 1 кубичен метър вода?

така мисля
s x 1132.22 \u003d 71.65 - 16.77 и по този начин решавам уравненията, за да разбера на какво е равно s (Gcal), тоест е равно на 0.0484711452 Gcal
Нещо се съмнявам, според мен неправилно решавам

ОТГОВОР:
Не мога да намеря никакви грешки в изчислението ви.
Естествено, разходите за отпадъчни води (водоотвеждане) не трябва да бъдат включени в дадените тарифи.

Приблизително изчисление за град Ижевск според старите норми изглежда така:
0,19 Gcal на човек на месец (тази норма вече е отменена, но няма друга, например ще направи) / 3,6 кубически метра. на човек на месец (разход на топла вода) = 0,05278 Gcal на 1 кубичен метър. (толкова топлина е необходима, за да се загрее 1 куб. м. студена вода до стандартната температура на топлата вода, която, напомням, е 60 градуса С).

За по-точно изчисляване на количеството топлинна енергия за подгряване на вода по директен метод въз основа на физически количества (а не по обратния начин въз основа на одобрените тарифи за топла вода) - препоръчвам да използвате шаблон за изчисляване на тарифата за топла вода (REC UR). Формулата за изчисление, наред с други неща, използва температурата на студената вода през летните и зимните (отоплителни) периоди, продължителността на тези периоди.

Тагове: гигакалория, топла вода

Прочетете също:

• Плащаме услугите за топла вода, температурата е много по-ниска от стандартната. Какво да правя?
• Продължителният период на изключване на БГВ, установен от Правилата, не е незаконен - ​​решение на Върховния съд на Руската федерация (2017 г.)
• Инициатива за по-справедливи тарифи и методология за измерване на топла вода
• Относно процедурата за преизчисляване на размера на плащането за отопление и топла вода по време на спирания - пояснение на Роспотребнадзор за SD
• Относно отчитането на топлоносителя в затворена система за топлоснабдяване - писмо на Министерството на строителството на Руската федерация от 31 март 2015 г. № 9116-OD / 04
• UR - За намаляване на плащането за отопление и топла вода - писмо от Министерството на енергетиката на UR от 17.08.2015 г. № 11-10 / 5661
• Какъв е стандартният период за проверка на общодомно устройство за измерване на отопление и топла вода?
• Мръсна топла вода от чешмата. Къде да кандидатствам?
• Може ли водомерът в апартамента да се навие за целия вход? Как да платя? Показания за месеца - 42 куб.м
• Процедурата за водене на отделно счетоводство на разходите в областта на водоснабдяването и канализацията - заповед на Министерството на строителството на Руската федерация от 25 януари 2014 г. № 22 / pr

Знаеш ли? Можете ли да помогнете с отговора:

• заплащане на вода и ток в апартамент без настаняване
• топлинно изчисление по ОДПУ за 1/12
• Захранване
• Огромни плащания за стая в хостел (17,3 кв.м.)

Санянаписано на 16.07.2012 г.:
(отговорът е подчертан в текста)

Здравейте!
Обърках се в изчисленията си, не знам каква формула да взема и таблицата на топлинните загуби
Знам математика в рамките на училищната програма, но в моя случай ако

така че решавам
q \u003d (71.65-17.30) / 1132.22 \u003d 0.04800304 Gcal, но за отопление на 1 кубичен метър. студената вода се нуждае от 0,001 Gcal топлинна енергия, което означава

0,04800304 / 0,001 = 48 градуса, но ако извадим студената вода, имаме 9,04 градуса за 2011 г., така че остава 38,96 градуса гореща вода, но това не отговаря на SanPin

О: Логично тук не е необходимо да изваждаме, а да добавяме. 48 градуса е допълнително загряване до температурата на студената вода за получаване на топла вода. Тези. 48+9,04=57,04 градуса.

Но все още има формула в методиката от 2005 г

qload = γ c (th– tс) (l + KТ.П) l0-6
където:
γ е обемното тегло на водата, kgf/m3; взето равно на 983,24 kgf/m3 при th = 60°С; 985,73 kgf/m3 при температура th = 55°С; 988,07 kgf/m3 при th = 50°С;
c е топлинният капацитет на водата, kcal/kgf °C, взет равен на 1,0 kcal/kgf °C;
th е средната температура на горещата вода в точките на водочерпене, °С;
ts е средната температура на студената вода във водопроводната мрежа, °С;
KTP е коефициент, който отчита топлинните загуби от тръбопроводи на системи за топла вода и разходите за топлинна енергия за отопление на бани.
Стойностите на коефициента KTP, който отчита топлинните загуби от тръбопроводи на системи за топла вода и разходите за топлинна енергия за отопление на бани, се определят съгласно таблица 1.

с нагреватели за кърпи 0,35 и 0,3
без нагреватели за кърпи 0,25 и 0,2

Но ако решите по тази формула, получавате 0,06764298, но не знам какво да правя

A: Препоръчвам да се изчисли според шаблона REC. Той взема предвид текущите методи (към момента на създаване). Във файла с шаблона (xls) можете да видите формулите и стойностите на използваните променливи. Там на ред № 8 се показва количеството топлинна енергия за подгряване на вода.

Санянаписано на 23.07.2012 г.:
Здравейте! Не можах да реша проблема така, ако температурата на топлата вода се оказа 41,3 C, тогава как да реша, ако:

за всяко понижение на температурата с 3°C над допустимите отклонения размерът на таксата се намалява с 0,1 на сто за всеки час превишение (общо за отчетния период) на допустимата продължителност на нарушението; когато температурата на топлата вода падне под 40°C, заплащането на потребената вода се извършва по тарифата за студена вода

означава
60-41,3 \u003d 18,7 градуса не е достатъчно, ако разделите на 3, получавате 6,23 x 0,1 \u003d 0,623%
Просто не знам правилно ли разсъждавам? Според мен вземам грешно решение

Санянаписано на 25.07.2012 г.:
Здравейте!
От няколко дни обмислям предложението ти.

О: Логично тук не е необходимо да изваждаме, а да добавяме. 48 градуса е допълнително загряване до температурата на студената вода за получаване на топла вода. Тези. 48+9,04=57,04 градуса. ,

в началото се съгласих, но сега мисля, че все пак взех правилното решение, но добре, да кажем, че сте решили точно тогава:

57.04 x 0.001 \u003d 0.05704 Gcal, но в моя случай общата изразходвана топлинна енергия беше 0.04800304 Gcal, а не 0.05704 Gcal :))))

отопление———- 1132,22 rub/Gcal
студена вода - 17,30 рубли / m3, и
топла вода —— 71,65 rub/cu.m.

Количеството топлинна енергия, изразходвано от Топлоснабдителната компания за загряване на 1 m3 студена вода

q \u003d (71,65-17,30) / 1132,22 \u003d 0,04800304 Gcal,

Понякога става необходимо да се определи мощността на нагревателя.
Ако нагревателят е електрически, можете да определите мощността чрез измерване на протичащия ток или съпротивлението на нагревателя.
Какво да направите, ако нагревателят е газ (дърва, въглища, керосин, слънчева, геотермална и др.)?
И в случай на електрически нагревател, може да не е възможно да се измери тока / съпротивлението.
Затова предлагам метод за определяне на мощността на нагревателя с помощта на термометър, литрометър (скали) и часовник (таймер, хронометър), т.е. устройства, които почти сигурно се намират в арсенала на лунната машина.

Определено количество вода мизсипете в съд и измерете началната температура ( T1).
Поставете на загрят нагревател, отбележете часа. След определено време Tвземете показанията на термометъра Т2).
Изчислете мощността:
P \u003d 4,1868 * m * (T 2 -T 1) / t

По този начин той определи мощността на горелката на своята печка в средното положение на ключа за захранване.
Изсипва се в тенджера 3 литра = 3000 грамавода
Задайте таймера на t = 10минути = 600 секунди
Начална температура на водата Т1 = 12,5°С
Температура при задействане на таймера T 2 \u003d 29,1 ° C

Изчисление:
За отопление 1 грамвода на 1°Cнеобходимото количество енергия 1 калорияили 4,1868 джаула;
Енергия, изразходвана за нагряване на три литра вода E = 3000*(29.1-12.5) = 49800 калории = 208502.64 джаула;
Мощността е количеството енергия, доставена за определен период от време.
P = 208502.64/600 = 347.5044 вата;

Приемайки загуба на топлина в 10% , тогава истинската мощност на горелката ще бъде около 400 ватаили 0,4 киловата.

Докато обяснявах, реших, че точността на определянето може да се подобри чрез лека промяна на този метод, за да се компенсират топлинните загуби.
Студената чешмяна вода има начална температура по-ниска от температурата на околната среда, така че отнема енергия, докато тези температури се изравнят. При по-нататъшно нагряване водата започва да загрява околната среда.
Следователно е необходимо да се измери първоначалната температура на водата ( T1) и околна температура ( Тав) и загряване, отбелязвайки времето, до компенсационната температура
T2 \u003d Tav + (Tav - T 1) \u003d 2 * Tav - T 1

Измерване на времето T, за което водата се загрява от маса мкъм температурата на компенсация, ние определяме мощността според вече известната формула:
P \u003d 4,1868 * m * (T 2 -T 1) / t

Интересувах се от въпроса за отоплението на водата в многоетажен апартамент с помощта на котел за индиректно отопление (от централната отоплителна система). Смятам да направя инсталацията според закона и се обърнах към топлинните работници за разрешение. Изчислиха ми разхода за парно по тяхна формула и то много висок (според мен). Моля, кажете ми колко Gcal е необходимо за загряване на куб вода в котел за косвено отопление?

Необходими са 0,001 Gcal, за да се загрее обем вода от един кубичен метър с един градус. Изчислението е просто в куб с размери 100 x 100 x 100 \u003d 1 000 000 сантиметра, което означава, че ще са необходими милион калории или 0,001 Gcal, за да се загрее една степен.

Когато изчислявате, не забравяйте да знаете:

каква е температурата на водата, когато влезе в отоплението:

И каква е планираната температура на отопление.

Това е формулата, използвана при изчисленията:

Примерният резултат е:

Според законите на термодинамиката загряването на 1 m3 студена вода с 1 градус изисква 0,001 Gcal.

За да проверите изчисленията на отоплителната мрежа, трябва да знаете следните данни:

• каква температура влиза студена вода (например 5 градуса);
• каква температура ще е топлата вода (по норматив - топлата вода трябва да е 55 градуса).

Съответно, за отопление е необходимо да се изразходват (55-5) * 0,001 = 0,05 Gcal.

При изчисляване стойностите на температурата могат да бъдат различни, но близки до 0,05 Gcal / m3.

Например в касовата ми бележка за подгряване на топла вода струва 0,049 Gcal/m3.

Калориите са изчислени (добре или изчислени, изчислени) количеството топлина, което трябва да се изразходва за нагряване на един грам вода до температура от един градус по Целзий.

Гигакалорията вече е милиард калории.

В един куб вода има хиляда литра.

Оказва се, че за загряване на един куб вода до един градус по Целзий ще са необходими 0,001 Gcal.

Котелът за индиректно отопление няма собствен нагревателен елемент, той се нуждае от котел, въпреки че има опции за централно отопление.

Във всеки случай, по-евтин (в експлоатация) е течащ газов бойлер (гейзер, сред хората) или бойлер за съхранение, защото пишете за апартамент.

Бойлерът за косвено отопление е отлична опция в частни домове.

Или ако имате автономна отоплителна система във вашия апартамент (те изоставиха централната), в този случай котел (обикновено газ, по-рядко електрически) и котел за индиректно отопление

Има някои физически изчисления, които казват, че за да се повиши температурата на водата в количество от 1 литър с 1 градус по Целзий, трябва да се изразходват 4,187 kJ.

За да изчислите точно разходите за отопление, трябва да знаете някои уводни цифри, като например:

• Температурата на водата в системата за централно отопление, така наречената охлаждаща течност (между другото, не може да бъде точна, тъй като не всички къщи имат нагреватели)
• Температурата на входящата вода при захранването (обикновено студена вода, която във водоснабдителната система също не може да бъде стабилна)

По правило температурата в централната отоплителна система е около 85-90 градуса.

Температурата на студената вода във водопровода е под 20 градуса.

Комфортната температура за пране е около 35-40 градуса.

Всъщност за един куб (1000 литра) е необходимо да се изразходват 4187 kJ за нагряване с 1 градус.

От 20 градуса, за да се повиши до 40 градуса, първоначално студената вода ще се нуждае от 83 740 kJ (нещо малко повече от 200 000 Gcal).

коментари: (11)

Съвет: Споделете връзката в социалните медии, ако искате повече отговори/коментари!

“...- Колкото папагала могат да се поберат в теб, такъв ти е ръстът.
- Наистина е необходимо! Няма да глътна толкова много папагали!…”

От м/ж “38 папагала”

В съответствие с международните правила SI (Международна система от единици), количеството топлинна енергия или количеството топлина се измерва в джаули [J], има също множество единици от килоджаули [kJ] = 1000 J., мегаджаули [MJ] = 1 000 000 J, GigaJoule [GJ] = 1 000 000 000 J. и т.н. Тази единица за измерване на топлинна енергия е основната международна единица и най-често се използва в научни и научно-технически изчисления.

Все пак всички знаем или поне веднъж сме чували друга единица за измерване на количеството топлина (или просто топлина) е калория, както и килокалория, мегакалория и гигакалория, което означава представките кило, гига и мега, вижте пример с джаули по-горе. В нашата страна исторически се е развило така, че при изчисляване на тарифите за отопление, независимо дали става въпрос за отопление с котли на ток, газ или пелети, е обичайно да се отчита цената на точно една гигакалория топлинна енергия.

И така, какво е гигакалория, киловат, киловат * час или киловат / час и джаули и как са свързани?, ще научите в тази статия.

И така, основната единица за топлинна енергия е, както вече споменахме, джаул. Но преди да говорим за мерни единици, е необходимо по принцип да обясним на битово ниво какво е топлинна енергия и как и защо да я измерваме.

Всички знаем от детството, че за да се стоплите (за да получите топлинна енергия), трябва да запалите нещо, така че всички запалихме огньове, традиционното гориво за огъня е дървата за огрев. Така, очевидно, при изгарянето на гориво (всякакви: дърва за огрев, въглища, пелети, природен газ, дизелово гориво) се отделя топлинна енергия (топлина). Но за да се затоплят например различни обеми вода, е необходимо различно количество дърва за огрев (или друго гориво). Ясно е, че няколко пожара в огън са достатъчни, за да загреете два литра вода, а за да сготвите половин кофа супа за целия лагер, трябва да се запасите с няколко снопа дърва за огрев. За да не се измерват толкова строги технически величини като количеството топлина и топлината на изгаряне на горивото с вързоп дърва и кофи супа, топлинните инженери решиха да внесат яснота и ред и се съгласиха да измислят единица за количество топлина. За да бъде тази единица еднаква навсякъде, тя беше дефинирана по следния начин: необходими са 4190 калории, или 4,19 килокалории, за да се загрее един килограм вода с един градус при нормални условия (атмосферно налягане), следователно, за да се загрее един грам вода, хиляда пъти по-малко топлина ще бъде достатъчно - 4,19 калории.

Калорията е свързана с международната единица за топлинна енергия, джаул, както следва:

1 калория = 4,19 джаула.

По този начин са необходими 4,19 джаула топлинна енергия, за да се загрее 1 грам вода с един градус, и 4190 джаула топлина, за да се загрее един килограм вода.

В технологията, заедно с единицата за измерване на топлинна (и всяка друга) енергия, има единица мощност и в съответствие с международната система (SI) това е ват. Концепцията за мощност е приложима и за отоплителни уреди. Ако едно нагревателно устройство е в състояние да достави 1 джаул топлинна енергия за 1 секунда, тогава неговата мощност е 1 ват. Мощността е способността на устройството да произвежда (създава) определено количество енергия (в нашия случай топлинна енергия) за единица време. Връщайки се към нашия пример с вода, за да загреем един килограм (или един литър, в случай на вода, килограм е равен на литър) вода с един градус по Целзий (или Келвин, каквото и да е), ни трябва мощност от 1 килокалория или 4190 J. топлинна енергия. За да загреем един килограм вода за 1 секунда време с 1 градус, се нуждаем от устройство със следната мощност:

4190 J./1 s. = 4 190 W. или 4.19 kW.

Ако искаме да загреем нашия килограм вода с 25 градуса за същата секунда, тогава ни трябва двадесет и пет пъти повече мощност, т.е.

4,19 * 25 \u003d 104,75 kW.

Така можем да заключим, че котел на пелети с мощност 104,75 kW. загрява 1 литър вода с 25 градуса за една секунда.

Тъй като стигнахме до ватове и киловати, трябва да кажем и няколко думи за тях. Както вече споменахме, ват е единица за мощност, включваща и топлинната мощност на котела, но освен котлите на пелети и газта, на човечеството са познати и електрическите котли, чиято мощност се измерва, разбира се, в същите киловати и не консумират нито пелети, нито газ, а ток, чието количество се измерва в киловатчасове. Правилното изписване на единицата енергия е киловат * час (а именно киловат, умножен по час, не разделен), писането на kW / час е грешка!

При електрическите котли електрическата енергия се преобразува в топлинна енергия (т.нар. джаулова топлина) и ако бойлерът е изразходвал 1 kWh електроенергия, колко топлина е генерирал? За да отговорите на този прост въпрос, трябва да извършите просто изчисление.

Преобразувайки киловати в килоджаули/секунди (килоджаули в секунда) и часове в секунди: има 3600 секунди в един час, получаваме:

1 kW*h =[ 1 kJ/s]*3600 s.=1000 J *3600 s = 3 600 000 джаула или 3,6 MJ.

Така,

1 kWh = 3,6 MJ.

На свой ред, 3,6 MJ / 4,19 \u003d 0,859 Mcal \u003d 859 kcal \u003d 859 000 cal. Енергия (топлинна).

Сега нека да преминем към Gigacalorie, чиято цена за различни видове гориво обичат да се разглеждат от топлинните инженери.

1 Gcal = 1 000 000 000 кал.

1 000 000 000 кал. \u003d 4,19 * 1 000 000 000 \u003d 4 190 000 000 J. \u003d 4 190 MJ. = 4,19 GJ.

Или знаейки, че 1 kWh = 3,6 MJ, преизчисляваме 1 гигакалория на киловат*час:

1 Gcal = 4190 MJ/3,6 MJ = 1163 kWh!

Ако след като прочетете тази статия, решите да се консултирате със специалист на нашата компания по всеки въпрос, свързан с топлоснабдяването, тогава вие Тук!

Източник: heat-en.ru

730. Защо водата се използва за охлаждане на някои механизми?
Водата има висок специфичен топлинен капацитет, което допринася за доброто отвеждане на топлината от механизма.

731. В какъв случай трябва да се изразходва повече енергия: за загряване на един литър вода с 1 °C или за загряване на сто грама вода с 1 °C?
За да загреете литър вода, тъй като колкото по-голяма е масата, толкова повече енергия трябва да се изразходва.

732. Мелхиор и сребърни вилици от същата маса бяха потопени в гореща вода. Еднакво количество топлина ли получават от водата?
Вилица от мелхиор ще получи повече топлина, тъй като специфичната топлина на мелхиор е по-голяма от тази на среброто.

733. Парче олово и парче чугун с еднаква маса бяха ударени три пъти с чук. Коя част стана по-гореща?
Оловото ще се нагрее повече, защото неговият специфичен топлинен капацитет е по-малък от този на чугуна и е необходима по-малко енергия за нагряване на оловото.

734. Една колба съдържа вода, другата съдържа керосин със същата маса и температура. Във всяка колба беше хвърлен еднакво нагрят железен куб. Какво ще загрее до по-висока температура - вода или керосин?
Керосин.

735. Защо температурните колебания са по-малко резки през зимата и лятото в градовете на морския бряг, отколкото в градовете, разположени във вътрешността?
Водата се нагрява и охлажда по-бавно от въздуха. През зимата той се охлажда и движи топли въздушни маси на сушата, което прави климата на брега по-топъл.

736. Специфичният топлинен капацитет на алуминия е 920 J/kg °C. Какво означава това?
Това означава, че са необходими 920 J за загряване на 1 kg алуминий с 1 °C.

737. Алуминиеви и медни пръти с еднаква маса от 1 kg се охлаждат с 1 °C. Колко ще се промени вътрешната енергия на всеки блок? Коя лента ще се промени повече и с колко?

738. Какво количество топлина е необходимо за нагряване на килограм желязна заготовка с 45 °C?

739. Колко топлина е необходима за загряване на 0,25 kg вода от 30°C до 50°C?

740. Как ще се промени вътрешната енергия на два литра вода при нагряване с 5 °C?

741. Колко топлина е необходима за загряване на 5 g вода от 20 °C до 30 °C?

742. Какво количество топлина е необходимо за нагряване на алуминиева топка с тегло 0,03 kg с 72 °C?

743. Изчислете количеството топлина, необходимо за нагряване на 15 kg мед с 80 °C.

744. Изчислете количеството топлина, необходимо за нагряване на 5 kg мед от 10 °C до 200 °C.

745. Какво количество топлина е необходимо за загряване на 0,2 kg вода от 15 °C до 20 °C?

746. Вода с тегло 0,3 kg се е охладила с 20 °C. С колко се намалява вътрешната енергия на водата?

747. Колко топлина е необходима за загряване на 0,4 kg вода с температура 20 °C до температура 30 °C?

748. Колко топлина се изразходва за нагряване на 2,5 kg вода с 20 °C?

749. Колко топлина се е отделила при охлаждане на 250 g вода от 90 °C до 40 °C?

750. Какво количество топлина е необходимо за загряване на 0,015 литра вода с 1 °C?

751. Изчислете количеството топлина, необходимо за загряване на езерце с обем 300 m3 с 10 °C?

752. Колко топлина трябва да се придаде на 1 kg вода, за да се повиши температурата й от 30°C на 40°C?

753. Вода с обем 10 литра се е охладила от температура 100 °C до температура 40 °C. Колко топлина се отделя в този случай?

754. Изчислете количеството топлина, необходимо за нагряване на 1 m3 пясък с 60 °C.

755. Обем на въздуха 60 m3, специфичен топлинен капацитет 1000 J/kg °C, плътност на въздуха 1,29 kg/m3. Колко топлина е необходима, за да се повиши до 22°C?

756. Водата се нагрява с 10 ° C, изразходвайки 4,20 103 J топлина. Определете количеството вода.

757. Вода с тегло 0,5 kg отчете 20,95 kJ топлина. Каква е била температурата на водата, ако първоначалната температура на водата е била 20°C?

758. В медна тенджера с тегло 2,5 kg се наливат 8 kg вода с температура 10 °C. Колко топлина е необходима, за да заври водата в тенджера?

759. В меден черпак с тегло 300 г се налива литър вода с температура 15 °C. Колко топлина е необходима, за да се загрее водата в черпака с 85 °C?

760. Парче нагорещен гранит с тегло 3 кг е поставено във вода. Гранитът предава 12,6 kJ топлина на водата, охлаждайки се с 10 °C. Какъв е специфичният топлинен капацитет на камъка?

761. Гореща вода при 50°C се добавя към 5 kg вода при 12°C, като се получава смес с температура 30°C. Колко вода е добавена?

762. Вода с 20°C се добавя към 3 литра вода с 60°C, за да се получи вода с 40°C. Колко вода е добавена?

763. Каква ще бъде температурата на сместа, ако 600 g вода с температура 80 °C се смесят с 200 g вода с температура 20 °C?

764. Един литър вода с температура 90°C се излива във вода с температура 10°C и температурата на водата става 60°C. Колко студена вода имаше?

765. Определете колко гореща вода, загрята до 60°C, трябва да се налее в съд, ако в съда вече има 20 литра студена вода с температура 15°C; температурата на сместа трябва да бъде 40 °C.

766. Определете колко топлина е необходима за загряване на 425 g вода с 20 °C.

767. Колко градуса ще се загреят 5 kg вода, ако водата получи 167,2 kJ?

768. Колко топлина е необходима за загряване на m грама вода от температура t1 до температура t2?

769. В калориметър се наливат 2 kg вода с температура 15 °C. До каква температура ще се загрее водата в калориметъра, ако в нея се спусне месингова тежест от 500 g, нагрята до 100 °C? Специфичният топлинен капацитет на месинга е 0,37 kJ/(kg °C).

770. Има парчета мед, калай и алуминий с еднакъв обем. Кое от тези парчета има най-голям и кое най-малък топлинен капацитет?

771. В калориметъра са наляти 450 g вода с температура 20 °C. Когато 200 g железни стружки, загряти до 100°C, се потопят в тази вода, температурата на водата става 24°C. Определете специфичния топлинен капацитет на дървените стърготини.

772. Меден калориметър с тегло 100 g съдържа 738 g вода, чиято температура е 15 °C. 200 g мед се спускат в този калориметър при температура 100 °C, след което температурата на калориметъра се повишава до 17 °C. Какъв е специфичният топлинен капацитет на медта?

773. Стоманена топка с тегло 10 g се изважда от пещта и се спуска във вода с температура 10 °C. Температурата на водата се повиши до 25°C. Каква е била температурата на топката във фурната, ако масата на водата е 50 g? Специфичният топлинен капацитет на стоманата е 0,5 kJ/(kg °C).
776. Вода с тегло 0,95 g при температура 80 °C се смесва с вода с тегло 0,15 g при температура 15 °C. Определете температурата на сместа. 779. Стоманено длето с тегло 2 kg се нагрява до температура 800 °C и след това се спуска в съд, съдържащ 15 литра вода с температура 10 °C. До каква температура ще се загрее водата в съда?

(Индикация. За да се реши този проблем, е необходимо да се създаде уравнение, в което желаната температура на водата в съда след спускане на ножа се приема за неизвестно.)

780. Каква температура ще получи водата, ако смесите 0,02 kg вода при 15 °C, 0,03 kg вода при 25 °C и 0,01 kg вода при 60 °C?

781. Отоплението на добре вентилиран клас изисква количество топлина от 4,19 MJ на час. Водата влиза в радиаторите при 80°C и излиза при 72°C. Колко вода трябва да се подава към радиаторите на всеки час?

782. Олово с тегло 0,1 kg при температура 100 °C е потопено в алуминиев калориметър с тегло 0,04 kg, съдържащ 0,24 kg вода при температура 15 °C. След това в калориметъра се установява температура от 16 °C. Какъв е специфичният топлинен капацитет на оловото?